基于知識(shí)圖譜的在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

陳光儀，陳義明，喬波

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 信息與智能科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128）

0 引 言

隨著終身學(xué)習(xí)觀念的不斷深入人心，外加近年來新冠疫情的防控需求，在線學(xué)習(xí)已越來越多地成為廣大學(xué)習(xí)者的重要學(xué)習(xí)方式。各地學(xué)校和教育主管部門紛紛建立起各自的在線教學(xué)平臺(tái)，教育部也在融合現(xiàn)有開放教學(xué)資源的基礎(chǔ)上建立了國(guó)家智慧教育與公共服務(wù)平臺(tái)，為社會(huì)大眾提供全方位的面向中小學(xué)教育、職業(yè)教育和高等教育的在線教學(xué)服務(wù)。然而，對(duì)現(xiàn)有在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)進(jìn)行深入研究后發(fā)現(xiàn)：目前絕大部分在線課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)路徑都僅按其所用教材的章節(jié)順序加以組織，缺乏基于課程知識(shí)點(diǎn)內(nèi)在關(guān)聯(lián)邏輯的體系結(jié)構(gòu)支撐；同時(shí)幾乎所有系統(tǒng)都缺乏對(duì)不同學(xué)習(xí)者個(gè)體特征和個(gè)性化需求的自適應(yīng)性，亦無法提供及時(shí)而富有針對(duì)性的個(gè)體指導(dǎo)。從而使得學(xué)習(xí)者不知如何自主把握學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)進(jìn)度，也難獨(dú)立形成系統(tǒng)性的課程知識(shí)體系結(jié)構(gòu)，造成整體上的系統(tǒng)交互體驗(yàn)不好、學(xué)習(xí)效果不佳。本文擬就如何解決這一問題展開研究，以期推動(dòng)新一代信息技術(shù)與在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的深度融合，促進(jìn)全社會(huì)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)和發(fā)展。

1 相關(guān)技術(shù)研究

新一代信息技術(shù)尤其是人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展給創(chuàng)建更具智慧的在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)帶來了無限可能。智慧化在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)本質(zhì)上可視作為一種語義網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，因?yàn)檎Z義網(wǎng)絡(luò)的目的即為全體互聯(lián)網(wǎng)用戶提供一個(gè)更加準(zhǔn)確、更加智能的知識(shí)獲取環(huán)境，知識(shí)圖譜是實(shí)現(xiàn)語義網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)基礎(chǔ)，是通向語義網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的鮮明道路。

知識(shí)圖譜由Google 公司在2012年提出，其初衷是為了優(yōu)化搜索引擎，將傳統(tǒng)基于關(guān)鍵詞的搜索升級(jí)為基于語義的搜索，以此提高用戶的使用體驗(yàn)。知識(shí)圖譜有通用知識(shí)圖譜和垂直知識(shí)圖譜之分，均采用SPO（Subject-Predicate-Object）三元組的形式描述現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體、實(shí)體的特性以及實(shí)體之間的相互關(guān)系。知識(shí)圖譜相當(dāng)于一個(gè)大型的語義知識(shí)庫，它以圖形化的結(jié)構(gòu)來表示知識(shí)之間錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)聯(lián)關(guān)系。構(gòu)建知識(shí)圖譜有自頂向下和自底向上兩種方式，前者通常指基于百科類網(wǎng)站等高質(zhì)量的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)源，從中提取本體和模式信息后再加入知識(shí)庫中，因而適用于那些內(nèi)容明確、關(guān)系清晰的領(lǐng)域知識(shí)圖譜構(gòu)建；后者一般指通過借助特定的技術(shù)手段從公開采集的數(shù)據(jù)中提取模式信息，選擇其中置信度較高的新模式，經(jīng)人工審核后再加入知識(shí)庫中。

智慧化學(xué)習(xí)系統(tǒng)是人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)和現(xiàn)代教育技術(shù)相融合的典型成果。與傳統(tǒng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的最大區(qū)別在于：智慧化學(xué)習(xí)系統(tǒng)以學(xué)習(xí)者為中心，主動(dòng)適應(yīng)學(xué)習(xí)者的個(gè)體特征和個(gè)性需求，全程強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者個(gè)人學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)習(xí)慣的充分發(fā)揮。它借助大數(shù)據(jù)和人工智能的相關(guān)技術(shù)，全面及時(shí)地獲取學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)系統(tǒng)交互所產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而分析他們的認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)狀態(tài)，然后根據(jù)學(xué)習(xí)者畫像動(dòng)態(tài)調(diào)整他們的學(xué)習(xí)路徑和學(xué)習(xí)資源，針對(duì)性地推薦后續(xù)學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)活動(dòng)，從而真正實(shí)現(xiàn)了因材施教的教學(xué)過程。

2 系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)

實(shí)現(xiàn)基于知識(shí)圖譜的在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)，需要人工智能以及大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持。參考Brusilovsky 等人提出的自適應(yīng)超媒體教學(xué)系統(tǒng)（Adaptive Educational Hypermedia Systems，AEHS）通用模型，再結(jié)合目前主流在線學(xué)習(xí)平臺(tái)的發(fā)展情況，本文設(shè)計(jì)得到基于知識(shí)圖譜的在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的系統(tǒng)模型如圖1所示。

圖1 在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)模型

基于知識(shí)圖譜的在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)由課程知識(shí)圖譜模型、學(xué)習(xí)者模型、學(xué)習(xí)模型、交互界面模型和自適應(yīng)引擎組成。

課程知識(shí)圖譜模型是實(shí)現(xiàn)智慧學(xué)習(xí)系統(tǒng)的前提和基礎(chǔ)。構(gòu)建課程知識(shí)圖譜首先必須選擇好課程領(lǐng)域內(nèi)的經(jīng)典教材；然后以知識(shí)點(diǎn)為核心建立完整的課程知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，并抽取教材上所涵蓋的全部學(xué)習(xí)內(nèi)容，加工整理后再組織到對(duì)應(yīng)的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)中。學(xué)習(xí)資源方面，既要積極鼓勵(lì)教育者根據(jù)課程知識(shí)特點(diǎn)自制各種富媒體教學(xué)材料，也可以搜集整理互聯(lián)網(wǎng)上與課程有關(guān)的開放教育資源加以利用，然后再建立學(xué)習(xí)資源與課程知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

學(xué)習(xí)者模型是所有使用系統(tǒng)的學(xué)習(xí)者的數(shù)字畫像。構(gòu)建學(xué)習(xí)者模型之前，應(yīng)該盡可能全面地采集其個(gè)體化靜態(tài)特征和動(dòng)態(tài)特征。靜態(tài)特征是指學(xué)習(xí)者在使用系統(tǒng)之前即已具有的相關(guān)信息，主要包括其個(gè)人描述和對(duì)課程知識(shí)的現(xiàn)有認(rèn)知水平；動(dòng)態(tài)特征是指學(xué)習(xí)者在使用系統(tǒng)之后，隨著學(xué)習(xí)的進(jìn)行和不斷深入所產(chǎn)生的交互信息，主要包括其學(xué)習(xí)行為習(xí)慣、學(xué)習(xí)風(fēng)格和個(gè)體需求等。學(xué)習(xí)者模型在學(xué)習(xí)者注冊(cè)時(shí)創(chuàng)建，并隨其在線學(xué)習(xí)活動(dòng)的開展而不斷調(diào)整、豐富和完善。

學(xué)習(xí)模型是對(duì)學(xué)習(xí)者和學(xué)習(xí)系統(tǒng)交互融合過程的抽象。在該模型中，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為受到課程知識(shí)圖譜模型及學(xué)習(xí)者模型的影響，同時(shí)也和系統(tǒng)提供的交互界面模型緊密相關(guān)。學(xué)習(xí)者可以根據(jù)課程知識(shí)體系結(jié)構(gòu)自主選擇知識(shí)點(diǎn)和相關(guān)學(xué)習(xí)資源進(jìn)行學(xué)習(xí)，也可以根據(jù)系統(tǒng)推薦的學(xué)習(xí)路徑開展學(xué)習(xí)活動(dòng)，學(xué)習(xí)模型能保證學(xué)習(xí)者高質(zhì)高效地逐步完成課程全部知識(shí)點(diǎn)的系統(tǒng)性學(xué)習(xí)。

交互界面模型是對(duì)學(xué)習(xí)者和學(xué)習(xí)系統(tǒng)信息交互場(chǎng)所的抽象。學(xué)習(xí)者將個(gè)體學(xué)習(xí)需求和學(xué)習(xí)目標(biāo)通過該模型反饋到系統(tǒng)，系統(tǒng)將個(gè)性化的學(xué)習(xí)路徑和學(xué)習(xí)資源通過模型及時(shí)呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者。構(gòu)建交互界面模型時(shí)，一方面要考慮學(xué)習(xí)者群體層次的豐富性，功能界面應(yīng)盡量簡(jiǎn)潔、友好和美觀；另一方面根據(jù)馬斯洛需求層次理論，也要考慮學(xué)習(xí)者在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的社交習(xí)慣需求，多提供系統(tǒng)和主流社交平臺(tái)的互聯(lián)共享通道。

自適應(yīng)引擎負(fù)責(zé)學(xué)習(xí)系統(tǒng)中各模型之間的信息交互和傳遞。其主要作用在于：一方面，將學(xué)習(xí)者使用系統(tǒng)時(shí)在交互界面模型中生成的動(dòng)態(tài)信息傳遞給學(xué)習(xí)者模型和學(xué)習(xí)模型；另一方面，根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況和實(shí)際需求，基于課程知識(shí)圖譜模型推薦學(xué)習(xí)路徑和學(xué)習(xí)資源，并將相應(yīng)信息傳遞給學(xué)習(xí)模型或通過交互界面模型呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者。

3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

本章將以“Python 程序語言設(shè)計(jì)”課程為例，詳細(xì)介紹基于知識(shí)圖譜的在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)流程。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫模型、功能模塊和程序流程均圍繞系統(tǒng)模型而展開，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮創(chuàng)建課程知識(shí)圖譜模型和學(xué)習(xí)者模型所需的數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)和物理存儲(chǔ)要求；功能模塊主要考慮如何創(chuàng)建并使用學(xué)習(xí)者模型和交互界面模型；程序流程則主要考慮學(xué)習(xí)模型和自適應(yīng)引擎的實(shí)現(xiàn)，以及如何利用學(xué)習(xí)者和系統(tǒng)的交互不斷改進(jìn)完善所有模型。

3.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

關(guān)系型數(shù)據(jù)庫在結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理方面擁有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，但對(duì)知識(shí)組織及存儲(chǔ)的支持卻不夠友好，而以圖論為基礎(chǔ)的圖數(shù)據(jù)庫在此方面卻恰好擁有與生俱來的長(zhǎng)處?；谥R(shí)圖譜的在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)在支持課程知識(shí)圖譜模型方面選擇了開源的圖數(shù)據(jù)庫Neo4j，而在支持學(xué)習(xí)者模型以及組織存儲(chǔ)學(xué)習(xí)者和系統(tǒng)的交互信息等方面則選擇了開源的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫PostgreSQL。使用數(shù)據(jù)庫輔助建模工具設(shè)計(jì)得到的數(shù)據(jù)庫模型如圖2所示。

圖2 在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫模型

數(shù)據(jù)庫中主要存儲(chǔ)與課程知識(shí)點(diǎn)有關(guān)的學(xué)習(xí)資源信息以及所有學(xué)習(xí)者的個(gè)人信息，同時(shí)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為和交互數(shù)據(jù)也會(huì)保存在數(shù)據(jù)庫中。這些內(nèi)容將用于初始課程知識(shí)圖譜模型、學(xué)習(xí)者模型和學(xué)習(xí)模型的創(chuàng)建，也將用于后期對(duì)這些模型的優(yōu)化和完善。

3.2 功能模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

基于知識(shí)圖譜的在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了課程知識(shí)圖譜模型、學(xué)習(xí)者模型、學(xué)習(xí)模型、交互界面模型和自適應(yīng)引擎的創(chuàng)建、使用和管理功能。系統(tǒng)功能模塊主要包括學(xué)習(xí)模塊和管理模塊兩部分。前者給學(xué)習(xí)者使用，提供用戶注冊(cè)登錄和課程在線學(xué)習(xí)等功能，系統(tǒng)將根據(jù)注冊(cè)信息創(chuàng)建學(xué)習(xí)者模型，基于課程知識(shí)圖譜模型初始化當(dāng)前學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)模型，并將符合其個(gè)性需求的學(xué)習(xí)路徑和學(xué)習(xí)資源通過交互界面模型呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者；后者給管理者使用，提供對(duì)課程知識(shí)圖譜、學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)者注冊(cè)過程及個(gè)人信息的統(tǒng)一管理功能，以便于在系統(tǒng)使用過程中不斷對(duì)各模型進(jìn)行調(diào)整和完善。

3.2.1 學(xué)習(xí)模塊

學(xué)習(xí)模塊首先為所有學(xué)習(xí)者提供了注冊(cè)功能。為了后續(xù)提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)服務(wù)，要求學(xué)習(xí)者在注冊(cè)時(shí)必須提供與課程有關(guān)的學(xué)習(xí)經(jīng)歷等背景信息，并參加課程基礎(chǔ)知識(shí)測(cè)試。學(xué)習(xí)者登錄系統(tǒng)后，可以自主選擇課程知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，或者根據(jù)系統(tǒng)推薦的學(xué)習(xí)路徑開展學(xué)習(xí)活動(dòng)。學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中，可以隨時(shí)對(duì)學(xué)習(xí)資源進(jìn)行評(píng)論、收藏和評(píng)分，還可以就學(xué)習(xí)內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)問題在課程討論區(qū)中與其他學(xué)習(xí)者相互交流探討。學(xué)習(xí)者使用學(xué)習(xí)模塊的基本流程如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)學(xué)習(xí)模塊程序流程圖

根據(jù)上述流程，分析學(xué)習(xí)模塊的主要子功能應(yīng)該包括學(xué)習(xí)者個(gè)人注冊(cè)、課程在線學(xué)習(xí)、課程知識(shí)交流討論和學(xué)習(xí)者個(gè)人信息管理等。設(shè)計(jì)得到學(xué)習(xí)模塊的功能模塊圖如圖4所示，各子模塊實(shí)現(xiàn)的主要功能為：

圖4 學(xué)習(xí)功能模塊圖

（1）個(gè)人注冊(cè)模塊，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者注冊(cè)功能。用戶需提供姓名、昵稱、性別、出生日期、電話號(hào)碼、電子郵箱和社交賬號(hào)等個(gè)人基本信息，同時(shí)還必須補(bǔ)充個(gè)人專業(yè)背景以及與Python 程序語言設(shè)計(jì)有關(guān)的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，并參加課程基礎(chǔ)知識(shí)測(cè)試，系統(tǒng)才能獲取相關(guān)信息并構(gòu)建當(dāng)前用戶的初始學(xué)習(xí)者模型。

（2）課程學(xué)習(xí)模塊，實(shí)現(xiàn)在線課程學(xué)習(xí)功能。學(xué)習(xí)者登錄系統(tǒng)后，可以根據(jù)課程知識(shí)點(diǎn)分類目錄自主選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，系統(tǒng)也將根據(jù)學(xué)習(xí)者模型和課程知識(shí)圖譜模型建立起對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)模型，推薦符合其認(rèn)知水平的個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑和學(xué)習(xí)資源。同時(shí)，系統(tǒng)還將實(shí)時(shí)記錄學(xué)習(xí)者的個(gè)體學(xué)習(xí)行為習(xí)慣，包括學(xué)習(xí)者在系統(tǒng)中的瀏覽路徑、視頻和文檔的學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)、各個(gè)知識(shí)點(diǎn)和學(xué)習(xí)資源的點(diǎn)擊次數(shù)等，所獲信息將用于對(duì)現(xiàn)有學(xué)習(xí)者模型和學(xué)習(xí)模型的優(yōu)化和完善。

（3）交流討論模塊，實(shí)現(xiàn)課程知識(shí)的交流討論功能。學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中，可以隨時(shí)根據(jù)個(gè)人學(xué)習(xí)體驗(yàn)對(duì)學(xué)習(xí)資源進(jìn)行評(píng)論，或就具體問題與其他學(xué)習(xí)者進(jìn)行探討。實(shí)現(xiàn)的功能主要包括學(xué)習(xí)資源評(píng)論、收藏和評(píng)分，以及知識(shí)點(diǎn)分組討論區(qū)的話題新建、回復(fù)、點(diǎn)贊、收藏和分享等。這種社交性學(xué)習(xí)活動(dòng)本質(zhì)上是一種協(xié)同知識(shí)構(gòu)建的方式，既有利于學(xué)習(xí)者進(jìn)一步鞏固和拓展學(xué)習(xí)效果，也有利于系統(tǒng)獲取更多學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為習(xí)慣，提升系統(tǒng)模型的準(zhǔn)確和完善程度。

（4）個(gè)人管理模塊，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者個(gè)人信息的管理功能。系統(tǒng)允許學(xué)習(xí)者隨時(shí)修改其個(gè)人信息，尤其是學(xué)習(xí)者在系統(tǒng)之外獲得的與課程有關(guān)的學(xué)習(xí)經(jīng)歷和學(xué)習(xí)成果，這些反饋有利于系統(tǒng)對(duì)學(xué)習(xí)者更精準(zhǔn)的用戶畫像。同時(shí)，系統(tǒng)還提供了學(xué)習(xí)者查看其個(gè)人歷史學(xué)習(xí)記錄的功能。

最終實(shí)現(xiàn)的在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)學(xué)習(xí)功能模塊如圖5所示。

圖5 學(xué)習(xí)功能模塊實(shí)現(xiàn)界面

3.2.2 管理模塊

管理者登錄系統(tǒng)后，可以對(duì)“Python 程序語言設(shè)計(jì)”課程知識(shí)圖譜進(jìn)行管理，也可以對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)以及關(guān)聯(lián)學(xué)習(xí)資源進(jìn)行修改，以便于系統(tǒng)后期不斷充實(shí)和完善課程知識(shí)圖譜模型。此外，管理者還可以對(duì)學(xué)習(xí)者注冊(cè)過程和課程知識(shí)測(cè)試題目進(jìn)行調(diào)整，以便建立更完善、更精準(zhǔn)的學(xué)習(xí)者模型和學(xué)習(xí)模型。設(shè)計(jì)得到管理模塊的功能模塊圖如圖6所示，各子模塊實(shí)現(xiàn)的主要功能如下：

圖6 管理功能模塊圖

（1）課程知識(shí)圖譜管理模塊。系統(tǒng)采用湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與智能科學(xué)技術(shù)學(xué)院院長(zhǎng)朱幸輝教授編寫的《Python程序設(shè)計(jì)案例教程》作為教材，構(gòu)建了較為完整的Python 程序語言課程知識(shí)圖譜。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，管理者可以通過該模塊對(duì)現(xiàn)有知識(shí)圖譜進(jìn)行修改，及時(shí)補(bǔ)充Python 程序語言發(fā)展的新知識(shí)、新內(nèi)容，同時(shí)還可以對(duì)界面模塊中呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者的課程知識(shí)點(diǎn)及其相互關(guān)系進(jìn)行調(diào)整，使之更準(zhǔn)確、更科學(xué)、更全面地體現(xiàn)課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系。

（2）學(xué)習(xí)資源管理模塊。系統(tǒng)所使用的學(xué)習(xí)資源主要來源于課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)多年來的自制積累，同時(shí)也搜集整理了互聯(lián)網(wǎng)上與Python 程序語言有關(guān)的許多開放教育資源，清洗整理后再將它們與課程知識(shí)圖譜中的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)建立關(guān)聯(lián)關(guān)系。系統(tǒng)允許管理者在后期不斷補(bǔ)充和更新課程學(xué)習(xí)資源，并根據(jù)學(xué)習(xí)者反饋對(duì)學(xué)習(xí)資源和課程知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行調(diào)整，以完善課程知識(shí)圖譜模型，優(yōu)化學(xué)習(xí)體驗(yàn)，提升學(xué)習(xí)效果。

（3）注冊(cè)過程管理模塊。學(xué)習(xí)者模型是否準(zhǔn)確反映了學(xué)習(xí)者的個(gè)性，是實(shí)施學(xué)習(xí)路徑和學(xué)習(xí)資源推薦的關(guān)鍵。管理者能夠根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行后的反饋意見和實(shí)際效果，及時(shí)調(diào)整獲取學(xué)習(xí)者個(gè)體特征的手段和方式。譬如對(duì)于不便于在學(xué)習(xí)過程中動(dòng)態(tài)獲取的信息，或者獲取質(zhì)量不高的信息，可以調(diào)整至學(xué)習(xí)者的注冊(cè)流程，以用戶“個(gè)性標(biāo)簽選擇”或“學(xué)習(xí)習(xí)慣設(shè)置”等方式轉(zhuǎn)而由學(xué)習(xí)者自主提供。同時(shí)，系統(tǒng)也允許管理者對(duì)課程基礎(chǔ)知識(shí)測(cè)試進(jìn)行修改調(diào)整，這樣可以創(chuàng)建更精準(zhǔn)的學(xué)習(xí)者模型。

（4）學(xué)習(xí)者管理模塊。管理者能夠查看并管理所有學(xué)習(xí)者，包括其個(gè)人學(xué)習(xí)記錄和學(xué)習(xí)成績(jī)等，從而及時(shí)掌握學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)進(jìn)度和學(xué)習(xí)水平，對(duì)其進(jìn)行個(gè)性化的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。同時(shí)，管理者還能通過系統(tǒng)和學(xué)習(xí)者實(shí)時(shí)交流互動(dòng)，參與話題討論，解答課程相關(guān)問題等。

最終實(shí)現(xiàn)的在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)管理功能模塊如圖7所示。

圖7 管理功能模塊實(shí)現(xiàn)界面

4 結(jié) 論

本文介紹了基于知識(shí)圖譜的在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，提出了智慧化學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模型，并以“Python 程序語言設(shè)計(jì)”課程為例設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了完整的系統(tǒng)功能模塊。應(yīng)用結(jié)果表明：本文成果能給Python 程序語言的學(xué)習(xí)者提供高效且個(gè)性化的在線學(xué)習(xí)環(huán)境，課程知識(shí)點(diǎn)分布科學(xué)合理，系統(tǒng)推薦內(nèi)容符合個(gè)體學(xué)習(xí)需求，交互體驗(yàn)友好，學(xué)習(xí)效果良好。后續(xù)研究工作重點(diǎn)在于：一方面，系統(tǒng)獲取學(xué)習(xí)者的行為數(shù)據(jù)后，如何跟隨其學(xué)習(xí)進(jìn)程實(shí)時(shí)優(yōu)化學(xué)習(xí)模型并同步調(diào)整交互界面模型還需要進(jìn)一步深入研究；另一方面，對(duì)于如何規(guī)范系統(tǒng)模型和功能模塊設(shè)計(jì)，以便將成果推廣至其他同類在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)也需要反復(fù)實(shí)踐。作者將從以上方向著手，扎實(shí)開展后期的理論研究和實(shí)踐創(chuàng)新工作，以期取得更有價(jià)值的成果，為推動(dòng)全社會(huì)形成良好的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境做出貢獻(xiàn)。